近年来，细颗粒物(PM2.5)因其易富集有毒有害物质和易诱发不良天气等特点成为了大气污染治理的重点。燃煤发电及工业生产过程是PM2.5的主要排放源，这些排放源多为集中有序排放。因此，使用合理高效的除尘装置对工业尾气颗粒物进行源头治理，对于减少颗粒物排放量以提升大气环境质量至关重要。旋风分离器常被用于颗粒物的收集，其结构简单、投资低、占地面积小的优点使其在工业领域得到了广泛应用。但与此同时，旋风分离器也存在内部能量耗损较高(压降较高)、细颗粒物去除效率低下等问题，单独使用时难以满足日趋严格的国家及行业标准。于是，本研究基于涡核破碎翼减阻技术、云凝并团聚技术、雾滴预荷电技术以及静电除尘技术，逐步对传统旋风分离器进行了优化改造，以解决上述问题。
　　首先，对传统旋风分离器进行逐步的优化改造。第一步，以金属制作的旋风分离器作为初始工艺，记为工艺A；第二步，在旋风分离器溢流管中心轴位置加入涡核破碎翼减阻杆，用以降低旋风分离器前后压降；将该状态下的工艺记为工艺B。第三步，在工艺B基础上引入云凝并团聚技术，以提升装置的细颗粒物去除效率；将该状态下的工艺记为工艺C。第四步，在工艺C的基础上引入雾滴预荷电技术，通过静电力作用增强云凝并团聚过程，使得装置的细颗粒物去除效率更进一步；将该状态下的工艺记为工艺D。第五步，在工艺D的基础上引入静电除尘技术，对涡核破碎翼进行高压荷电，使其成为放电极。然后，将金属旋风分离器外壳接地，使之成为收尘极，在旋风分离器内构建起荷电收尘电场，捕集前段未能有效分离的逃逸颗粒，进一步提升系统细颗粒物去除效率；将该状态下的工艺记为工艺E。在各个改造阶段的不同工艺条件下进行除尘实验，对比各改造阶段不同工艺条件下旋风分离器的压降、系统颗粒物去除总效率及分级效率。其次，分别探究入口流速、入口粉尘浓度、旋风分离器前凝并段管长等运行参数对于各改造阶段不同工艺下除尘装置的颗粒物去除效率和旋风分离器压降的影响，对相关结果进行对比分析。最后，对优化改造前后新旧工艺的经济和社会效益进行对比分析。
　　研究结果表明，相较于传统旋风除尘工艺，完成整个优化改造后的低阻高效电旋风除尘新工艺的旋风分离器压降降幅最高可达13.8%，颗粒物去除总效率较改造前提升了20.89%，最高可达98.74%，粒径在2.5μm附近的颗粒物去除效率最高提升了40%以上，有效解决了传统旋风分离器能量耗损较高(压降较高)、细颗粒物去除效率低下的问题；完成整个优化改造后低阻高效电旋风除尘工艺能够适应不同工况需求，在不同的运行参数条件下均保持着96%以上的颗粒物总去除效率；相较于传统旋风除尘工艺，完成整个优化改造后的低阻高效电旋风除尘工艺总成本有所提升，但出口颗粒物逃逸比仅为原来的十七分之一，以较低的经济投入实现了较高的环保收益，具有一定的实际应用价值。